پژوهش های تولید گیاهی
سال:1391 | دوره:19 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

پروتئین دانه بقولات از نظر اسید آمینه های سولفوردار نظیر متیونین و سیستئین کمبود داشته و بنابراین بهبود کیفیت پروتئین حبوبات یکی از اهداف اصلاحی موردنظر در این گیاهان است. به همین منظور در این بررسی از ژن گزارشگر gus جهت تعیین درصد تراریزش و بیان ژن، از ژن پروتئین دانه آفتابگردان (ssa) برای تولید پروتئین های غنی از سیستئین و متیونین و از ژن گزینشگر bar برای گزینش گیاهان تراریخته در گیاه نخود استفاده شد. تجزیه و تحلیل PCR به منظور تایید تراریزش گیاهان تراریخته بالقوه به دست آمده در گلخانه انجام شد. فعالیت gus نیز در طی پنج مرحله ارزیابی شد. بر اساس نتایج به دست آمده ژن گزینشگر bar برای حصول گیاهان تراریخته و درصد تراریزش بالا و با سرعت زیاد در گیاه نخود مطلوب است. نتایج تجزیه و تحلیل PCR نشان داد که 13 گیاه استقرار یافته در گلخانه حاوی ژن های gus، bar و ssa بوده اند ولی در برخی از آن ها ژن gus بیان نشده و یا بیان ضعیفی داشته است. درصد تراریزش در این آزمایش 4.3 درصد بود. یکی از علل پایین بودن آن مشکل ریشه زایی و استقرار شاخه ها در گلخانه می باشد که با جایگزینی روش پیوند زدن به جای روش ریشه زایی در محیط این ویترو می توان درصد تراریزش را نیز افزایش داد.

این پژوهش به مدت چهار سال، در مرکز تحقیقات پسته کرمان و در قالب آزمایش اسپلیت پلات به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار بر روی درختان بارور پسته رقم اوحدی پیاده شد. فاکتورهای مورد مطالعه عبارت اند از تیمار اصلی دور آبیاری در سه سطح، شامل دور آبیاری 30، 40 و 60 روز و کود ازته به عنوان تیمار فرعی در سه سطح بدون کود ازته (تیمار شاهد)، 750 و 1500 گرم کود ازته برای هر درخت انتخاب شد. در این آزمایش، بین غلظت نیتروژن برگ و عملکرد همبستگی مثبت و معنی دار به دست آمد به طوری که با افزایش و یا کاهش میزان نیتروژن برگ به مقدار یک درصد، محصول هر درخت به مقدار 1611 گرم افزایش یا کاهش یافت. بالاترین عملکرد محصول در هر درخت به ترتیب به میزان 3079، 2809 و 2789 گرم مربوط به درختانی است که در دور آبیاری 40 روز با مقادیر 750 و 1500 گرم نیتروژن و در دور آبیاری 60 روز، 750 گرم نیتروژن دریافت نموده اند و کمترین میزان محصول نیز به مقدار 1743 و 1749 گرم در هر درخت به ترتیب مربوط به درختانی است که در دورهای آبیاری 30 و 60 روز، کود ازته ای دریافت ننموده اند. در هر دور آبیاری کمترین رشد رویشی مربوط به تیمارهایی گزارش شد که ازتی دریافت ننموده بودند و در اغلب موارد با افزایش سطوح به کار رفته نیتروژن رشد رویشی نیز افزایش معنی داری پیدا نمود. حداکثر رشد رویشی مربوط به تیمارهای آبیاری 30، 40 و 60 روز با میزان نیتروژن دریافتی برابر 1500 گرم نیتروژن برای هر درخت به ترتیب به طول 9.4، 9.7و 9.2 سانتی متر و حداقل رشد مربوط به تیمارهای آبیاری 30، 40 و 60 روز بدون استفاده از کود ازت، به ترتیب به مقدار 5.5، 5.6 و 5.7 سانتی متر بود. نتایج نشان داد بیشترین مقدار نیتروژن در برگ به مقدار 2.1 درصد در تیمار دور آبیاری 40 روز با میزان نیتروژن دریافتی 1500 گرم برای هر درخت و کمترین غلظت نیتروژن در برگ درختان 1.4 درصد در تیمار دور آبیاری 30 روز بدون استفاده از کود نیتروژن است. تاثیر متقابل به کار بردن کود و دور آبیاری بر روی خندانی پسته نشان داد حداکثر خندانی در دورهای آبیاری 30 و 40 روز با به کار بردن 750 گرم کود ازته و در دور آبیاری 60 روزه با کاربرد 1500 گرم کود ازته و کمترین میزان خندانی مربوط به تیمار I30N0 بود. درشت ترین دانه های پسته (تعداد دانه در انس) مربوط به تیمارهای I40N750 و ریزترین پسته ها مربوط به تیمار I30N0 گزارش شد. بیشترین پوکی مربوط به دور آبیاری 30 روزه به مقدار 22 درصد و کمترین مقدار پوکی مربوط به تیمارهای دور آبیاری 40 روزه گزارش شد. به کار بردن مقادیر مختلف نیتروژن سبب گردید کمترین مقدار پوکی به درختانی که مقدار 750 گرم کود ازته دریافت نموده اند اختصاص یابد. تاثیر متقابل دورآبیاری و سطوح مختلف کود ازته نشان می دهد. کمترین مقدار پوکی به میزان 28.5 درصد مربوط به تیمار I40N750 و بیشترین مقدار پوکی 27 درصد مربوط به تیمار I30N0 می باشد.

روش تجزیه میانگین نسل ها در گندم نان با استفاده از آزمون مقیاس مشترک به منظور تعیین نحوه عمل ژن انجام شد. نسل های F1، F2، BC1، BC2 حاصل از تلاقی گندم رقم شیراز (حساس به تنش خشکی) با لاین Ws-82-14 (متحمل به تنش خشکی) و گندم رقم شیراز با رقم شعله (متحمل به تنش خشکی) به همراه والدین، به طور جداگانه در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار تحت شرایط تنش و عدم تنش رطوبتی کاشته شدند. صفات اندازه گیری شده در این آزمایش عبارت بودند از: ارتفاع بوته، طول پدانکل، طول سنبله، تعداد دانه در سنبله، عملکرد دانه در بوته، وزن هزار دانه، تاریخ گلدهی و وزن بوته. پارامترهای ژنتیکی شامل میانگین (m)، اثرات ژنی افزایشی (d)، غالبیت (h)، اثرات اپیستازی افزایشی × افزایشی [i]، افزایشی × غالبیت [j] و غالبیت × غالبیت [l] برای صفات مختلف اندازه گیری شد. اثر غالبیت ژن ها مهم ترین عامل ژنتیکی در کنترل بیشتر صفات مورد بررسی شناخته شد. همچنین اپیستازی افزایشی × افزایشی [i] اهمیت بیشتری نسبت به اپیستازی غالبیت × غالبیت [l] داشت. متوسط وراثت پذیری عمومی و خصوصی برای صفت عملکرد دانه در تلاقی شیراز Ws-82-14 × شیراز در شرایط نرمال به ترتیب 78 درصد و 44 درصد و در شرایط تنش 69 درصد و 57 درصد و در تلاقی شیراز × شعله در شرایط نرمال به ترتیب 52 درصد و 29 درصد و در شرایط تنش به ترتیب 78 درصد و 56 درصد به دست آمد. متوسط غالبیت ژنی ÖH/D نیز در بیشتر صفات بزرگ تر از یک بود که بیانگر اهمیت غالبیت می باشد و مقدار پایین وراثت پذیری خصوصی را توجیه می کند. تفکیک متجاوز برای همه صفات نشان داد که این تلاقی ها می تواند واجد نتاج نوترکیب متحمل به خشکی باشند.

جهت بررسی 40 ژنوتیپ بومی و لاین های اصلاح شده امیدبخش برنج نسبت به تنش شوری و همچنین شناسایی شاخص مناسب برای ارزیابی تحمل به تنش شوری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار در گلخانه دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سال زراعی 1387 اجرا گردید. پس از بررسی رویشی تعداد 21 ژنوتیپ برنج انتخاب شدند و در مرحله رشد زایشی، در سال زراعی 1388 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در تنش 100 میلی مولار کلرید سدیم رقم حسنی با 88.14 درصد کاهش در عملکرد، بیشترین میزان عملکرد دانه را داشت. تجزیه همبستگی در سطوح شوری 60 و 100 میلی مولار نشان داد که عملکرد تحت شرایط تنش با شاخص های میانگین هارمونیک، شاخص تحمل به تنش و شاخص حساسیت به تنش بیشترین رابطه مثبت و معنی دار را دارد. بنابراین این شاخص ها برای ارزیابی تحمل به تنش شوری برای ژنوتیپ های برنج در محیط تنش مناسب می باشند. بر اساس نتایج به دست آمده از تجزیه به مولفه های اصلی بر اساس 17 صفت و شاخص های تحمل در غلظت 60 و 100 میلی مولار کلرید سدیم، به ترتیب تعداد 5 و 4 مولفه معرفی شدند که در مجموع 90.70 و 92.38 درصد از تغییرات کل را توجیه نمودند. تجزیه بای پلات نشان داد که لاین 109 و شصتک محمدی با دارا بودن شاخص تحمل به تنش بالا و قرار گرفتن در ناحیه مطلوب بای پلات به عنوان پایدارترین ارقام در دو محیط تنش و بدون تنش شناخته شدند و به عنوان متحمل ترین ارقام به تنش شوری جهت پژوهش های اصلاحی معرفی می شوند. در تنش 100 میلی مولار کلرید سدیم هیچ کدام از ژنوتیپ ها از پایداری عملکرد برخوردار نبودند.

آهن به عنوان یک عنصر ضروری در نمو کلروپلاست، فتوسنتز، ساختار خوشه های آهن- گوگرد، نقل و انتقال الکترون ها و به عنوان کنترل کننده سیستم های اکسید و احیایی نقش دارد. بیشبود آهن می تواند از طریق القاء تنش اکسیداتیو ماکرومولکول های زیستی را با خطر مواجه نماید. سمیت آهن تنها ممکن است در مناطق خاصی مانند شالیزارهای برنج به وجود آید. هدف از این پژوهش بررسی اثرات سمیت آهن در تنش اکسیداتیو و ارزیابی راه های آسیب و مسیرهای تحمل بیشبود آهن در گیاه برنج رقم شفق بود. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا گردید و آهن در غلظت های 10 (شاهد)، 150 و 250 میلی گرم در لیتر به همراه محلول غذایی یوشیدا به گیاه برنج داده شد. بیشبود آهن سبب کاهش معنی دار رشد گیاهان به ویژه ریشه شد. همچنین افزایش آهن در محیط ریشه، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت و مقدار مالون دی آلدهید به عنوان شاخص پراکسیداسیون لیپید را افزایش داد. همچنین، مقدار فنل های محلول و پراکسید هیدروژن نیز افزایش یافت. در تیمارهای بیشبود آهن با وجود کاهش مقدار پروتئین های محلول تعدادی، از باندهای پروتئینی جدا شده در الکتروفورز افزایش محسوسی را نشان دادند. الگو الکتروفورزی آنزیم پراکسیداز در بخش هوایی بیانگر افزایش فعالیت این آنزیم در تیمارهای بیشبود آهن بود. این نتایج آشکار ساخت که بیشبود آهن با افزایش اکسیژن های فعال و پراکسید هیدروژن سبب کاهش پروتئین و افزایش پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی شده و در نتیجه رشد گیاه را کاهش داد. در مقابل افزایش فعالیت پراکسیدازها و غلظت فنل ها به سم زدایی اکسیژن های فعال و پراکسید هیدروژن کمک کرده و تحمل تنش بیشبود آهن را ممکن ساخت.

در مدل های شبیه سازی پیش بینی زمان وقوع مراحل نمو فنولوژیک بسیار مهم می باشد. این پژوهش به منظور کمی سازی مراحل نمو فنولوژیک پنبه و ساخت یک مدل فنولوژی ساده انجام شد. برای یافتن پارامترهای مدل، از نتایج یک آزمایش مزرعه ای در سال 1385 با 6 تاریخ کاشت (دوم اردیبهشت، پانزدهم اردیبهشت، سوم خرداد، بیست و سوم خرداد، هجدهم تیر و شانزدهم مرداد) در شرایط گرگان استفاده شد. نتایج نشان داد که هیچ یک از مراحل نمو فنولوژیک پنبه (بر اساس واکنش مراحل نموی به درجه روز رشد) به فتوپریود حساس نیستند و دما تنها عامل موثر بر وقوع مراحل فنولوژی پنبه می باشد. از این رو یک مدل مبتنی بر دما برای پیش بینی مراحل نمو فنولوژیک پنبه ساخته شد. از آن جا که گام های زمانی دما روزانه، سه ساعته و ساعتی اختلاف چندانی در پیش بینی مدل نداشتند، از این رو می توان در پیش بینی نمو فنولوژیک پنبه از میانگین دما روزانه استفاده کرد. برای ارزیابی مدل ساخته شده از داده های مستقل به دست آمده در طی سال های مختلف در طیف گسترده ای از تاریخ کاشت ها در دو ایستگاه هاشم آباد و کارکنده گرگان استفاده شد. نتایج ارزیابی نشان داد که جذر میانگین مربعات خطا برای روز تا سبز شدن، روز تا غنچه دهی، روز تا گل دهی و روز تا باز شدن قوزه به ترتیب 1.8، 7.3، 5.5 و 7.8 روز بود که بیانگر پیش بینی خوب مراحل نمو فنولوژیک پنبه توسط مدل است و می توان از آن در مدل های شبیه سازی پنبه برای پیش بینی مراحل مختلف فنولوژیک در شرایط عدم تنش استفاده کرد.

به منظور مطالعه تاثیر چند گیاه به عنوان کود سبز بر میزان ماده آلی و نیتروژن خاک در شرایط شور، آزمایشی به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا گردید. گیاهان شبدر سفید (.Trifolium repens L)، ماشک (.Vicia sativa L)، گاودانه (.Vicia peregrine L)، سورگوم علوفه ای (.Sorghum bicolor L) و منداب (.Eruca sativa L) به عنوان کود سبز در شرایط شوری طبیعی حاصل از آب دریاچه ارومیه (حدود 2.7 دسی زیمنس بر متر) کشت شده و تغییرات عناصر غذایی خاک و معدنی شدن نیتروژن در طی دوره های بعد از برگرداندن گیاهان به خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین داده ها نشان داد که بیشترین میزان وزن تر و خشک اندام های هوایی و ریشه ها و در نهایت عملکرد کل (38800 کیلوگرم در هکتار) و کربن آلی در اثر برگرداندن بقایا سورگوم علوفه ای در خاک (0.93 درصد) مشاهده شد. بقیه گیاهان مورد پژوهش اختلاف معنی داری در میزان کربن آلی نشان ندادند. در حالی که بیشترین میزان نیتروژن کل پنج ماه بعد از استفاده از شبدر سفید (0.11 درصد) و گاودانه (0.10 درصد) به عنوان کود سبز حاصل شد. کمترین میزان نسبت C/N، سه و پنج ماه بعد از برگرداندن گیاهان شبدر سفید، ماشک و گاودانه در خاک مشاهده گردید. میزان نیتروژن آمونیومی گاودانه در فاصله پنج ماه بعد از برگرداندن در خاک بیشترین مقدار را داشت در حالی که بیشترین میزان نیتروژن نیتراتی پنج ماه بعد از برگرداندن بقایا گیاهان شبدر سفید و سورگوم به خاک مشاهده گردید. با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش، گیاهان سورگوم علوفه ای و شبدر سفید به ترتیب به دلیل عملکرد و بیوماس بالا و افزایش مواد آلی خاک، داشتن C/N پایین و افزایش میزان نیتروژن کل و معدنی قابل استفاده برای گیاه بعدی می توانند به عنوان بهترین کود سبز در بین گیاهان مورد مطالعه معرفی شود.

به منظور تعیین مناسب ترین آزمون آزمایشگاهی برای پیش بینی سبز شدن و استقرار گیاهچه کنجد (.Sesamum indicum, L) در مزرعه، آزمایشی در دو مرحله بر روی بذر شش رقم کنجد به نام های یلوایت، داراب 14، ساری، گرگان، اسبومحله و شیراز انجام شد. نتایج نشان داد که در میان ارقام از نظر آزمون های جوانه زنی استاندارد، وزن خشک گیاهچه و طول گیاهچه اختلاف معنی داری وجود نداشت. اما از نظر آزمون هدایت الکتریکی، سرعت جوانه زنی و درصد جوانه زنی بعد از تسریع پیری به مدت 24 و 48 ساعت در دما 45 درجه سانتی گراد اختلاف معنی داری بین ارقام وجود داشت. بررسی نتایج آزمون های آزمایشگاهی مورد مطالعه با درصد سبز شدن گیاهچه ها در مزرعه نشان داد که آزمون های هدایت الکتریکی و تسریع پیری به مدت 48 ساعت در دما 45 درجه سانتی گراد به خوبی می توانند درصد سبز شدن گیاه کنجد در مزرعه را پیش بینی کنند. بنابراین برای پیش بینی سبز شدن بذرهای گیاه کنجد می توان این دو آزمون را پیشنهاد کرد.